Recentment, i com a part del consorci europeu del projecte Nano3Bio, la Dra. Cristina Alsina va defensar la seva tesi doctoral sobre Enginyeria de glicosintases per a la polimerització de quito-oligosacàrids, realitzada al Laboratori de Bioquímica del Departament de Bioenginyeria de IQS School of Engineering. La tesi aconsegueix per primera vegada la síntesi de biopolímers de quitina de baix pes molecular per via enzimàtica per aplicacions com a biomaterials.
 |
| Dra. Cristina Alsina i Dr. Toni Planas. |
Al temps que els materials fòssils s’acaben, amb grans necessitats de ser substituïts, els recursos renovables esdevenen cada cop més importants. La producció biològica de materials juga cada cop un paper més rellevant per satisfer aquestes necessitats de manera sostenible.
Els quitosans i quito-oligosacàrids (COS) son uns productes que presenten un gran interès per ser biocompatibles i biodegradables, no tòxics i sostenibles. Industrialment, ofereixen uns biopolímers versàtils amb multitud de propietats i funcions.
Concretament, els COS obtinguts per enzims modificadors de la quitina – segon polisacàrid natural més abundant al planeta – presenten un elevat interès biotecnològic a causa de l’important nombre d’aplicacions en àrees tant diverses com son l’agricultura, el tractament d’aigües, la indústria alimentaria, la biomedicina i la cosmètica, entre d’altres. D’entre les funcions biològiques dins la indústria medicofarmacèutica destaquen activitats antiinflamatòries, immunostimulants, antimicrobianes, antitumorals, de prevenció de l’obesitat i control del colesterol, com a vectors per a teràpia gènica i de promoció de la cicatrització i regeneració de la pell.
Actualment la síntesi de COS presenta dos problemes principals: poca reproductibilitat entre lots i l’origen animal dels productes, que dificulten la seva utilització en la indústria medicofarmacèutica.
Dins del projecte europeu Nano3Bio, i amb l’objectiu de sobreposar-se a aquestes limitacions, s’ha desenvolupat una plataforma biotecnològica per a la producció de COS de baix pes molecular amb seqüencies definides. El projecte pretén desenvolupar estratègies de biocatàlisi mitjançant l’ús d’enzims i de biologia sintètica, per a obtenir oligòmers de quitina i quitosa definits amb patrons d’acetilació repetitius.
Recentment, i formant part del consorci europeu del projecte Nano3Bio, la Dra. Cristina Alsina va defensar a IQS la seva tesi doctoral sobre “Enginyeria de glicosintases derivades de quitinases per a la polimerització de quito-oligosacàrids”. La tesi ha estat dirigida per el Professor d’IQS Dr. Antoni Planas, al Laboratori de Bioquímica del Departament de Bioenginyeria de IQS School of Engineering.
Les quitinases son glicosil hidrolases que catalitzen la hidròlisi d’enllaços glicosídics β1,4 de polímers de quitina i quitosà. Algunes quitinases presenten també activitat de transglicosidació (TG) mitjançant la qual son capaces d’introduir nous enllaços glicosídics entre una molècula donadora i una acceptora, amb la conseqüent generació de COS oligomèrics.
La tesi ha desenvolupat noves variants enzimàtiques de quitinases per enginyeria de proteïnes, on es redueix l’activitat hidrolítica al temps que es potencia l’activitat transglicosidasa. Aquesta estratègia es basa en la Tecnologia Glicosintasa (GS) desenvolupada al Laboratori de Bioquímica d’IQS, aquí aplicada per primera vegada sobre diferents quitinases de la família GH18.
Per tal d’incrementar el rendiment final en el polímer desitjat, s’ha redissenyat el centre actiu per tècniques de mutagènesi dirigida, amb la qual s’ha aconseguit augmentar a un 60% el rendiment d’una família de polímers de quitina de baix pes molecular, sent la primera vegada que s’obtenen aquest tipus de biopolímers per síntesi quimioenzimàtica de novo.
En no derivar de la degradació de la quinina natural d’origen animal, amb els problemes de contaminació d’al·lèrgens per algunes aplicacions, la disponibilitat d’aquests nous compostos permet accedir a noves aplicacions en els camps biomèdic i cosmètic.
This project has received funding from the European Union's Sevenths Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement noº 613931.
